Когда высокие уровни микроэлемента молибдена (mah-LIB-den-um) были обнаружены в колодцах с питьевой водой на юго-востоке Висконсина, многочисленные свалки угольной золы в регионе, казалось, были вероятным источником загрязнения.
Но некоторая детальная детективная работа, проведенная исследователями из Университета Дьюка и Университета штата Огайо, показала, что пруды, содержащие остатки угля, сжигаемого на электростанциях, не являются источником загрязнения.
Это происходит из природных источников.
«Основываясь на тестах с использованием криминалистической изотопной «дактилоскопии» и методов определения возраста, наши результаты предлагают независимые доказательства того, что угольная зола не является источником загрязнения воды», - сказал Авнер Венгош, профессор геохимии и качества воды. в Школе окружающей среды Герцога Николая.
"Если бы эта богатая молибденом вода образовалась в результате выщелачивания угольной золы, она была бы относительно молодой, так как была пополнена в подземный водоносный горизонт региона из отложений угольной золы на поверхности всего 20 или 30 лет назад", - сказал Венгош. «Вместо этого наши тесты показывают, что он исходит из глубокого подполья и ему более 300 лет».
Испытания также показали, что изотопный состав загрязненной воды - точное соотношение изотопов бора и стронция - не соответствует изотопному составу остатков сжигания угля.
Эти результаты «разрывают связь» молибдена с мест захоронения угольной золы и вместо этого предполагают, что это результат естественных процессов, происходящих в матрице породы водоносного горизонта, сказала Дженнифер С. Харкнесс, исследователь с докторской степенью в штате Огайо, которая руководила исследованием в рамках своей докторской диссертации в Университете Дьюка.
В этом месяце исследователи опубликовали рецензируемую статью в журнале Environmental Science & Technology.
Небольшие количества молибдена необходимы как животным, так и растениям, но люди, потребляющие слишком много молибдена, рискуют получить такие проблемы, как анемия, боли в суставах и тремор.
Некоторые из колодцев, протестированных на юго-востоке Висконсина, содержали до 149 микрограммов молибдена на литр, что чуть более чем в два раза превышает стандарт безопасного уровня питьевой воды Всемирной организации здравоохранения, который составляет 70 микрограммов на литр. Агентство по охране окружающей среды США устанавливает предел еще ниже - 40 микрограммов на литр.
Для проведения нового исследования Харкнесс и ее коллеги использовали судебно-медицинские индикаторы для определения соотношения изотопов бора и стронция в каждой пробе воды. Они также измерили радиоактивные изотопы трития и гелия в каждом образце, которые имеют постоянную скорость распада и могут использоваться для оценки возраста образца или «времени пребывания» в грунтовых водах. Объединив эти два набора результатов, ученые смогли собрать воедино подробную информацию об истории подземных вод, в том числе о том, когда они впервые проникли в водоносный горизонт и с какими типами горных пород они взаимодействовали с течением времени..
Этот анализ показал, что вода с высоким содержанием молибдена образовалась не из отложений угольной золы на поверхности, а скорее из-за богатых молибденом минералов в матрице водоносного горизонта и условий окружающей среды в глубоком водоносном горизонте, которые позволили выбросу этого молибдена в грунтовые воды», - объяснил Харкнесс.
«Уникальность этого исследовательского проекта заключается в том, что он объединяет два разных метода - изотопные отпечатки пальцев и определение возраста - в одном исследовании», - сказала она.
Хотя исследование было сосредоточено на колодцах с питьевой водой в Висконсине, его результаты потенциально применимы к другим регионам с похожей геологией.
Томас Х. Дарра, адъюнкт-профессор наук о Земле в штате Огайо, является научным руководителем Харкнесса в штате Огайо и соавтором нового исследования.